以超临界CO2为工质的太阳能朗肯循环的研究

摘要

以太阳能集热器、膨胀机、热回收系统和工质泵构成朗肯循环系统,通过工质泵对CO2进行加压,利用太阳能集热器给CO2加热,使系统中的CO2达到超临界状态,并推动膨胀机做功产生电能,同时利用热回收系统回收热量.CO2冷却后返回工质泵再进行循环.用HYSYS软件对此循环系统进行流程模拟,分别选取CO2、H2O和R134a三种介质从温度和压力降两个角度分析朗肯循环的发电和供热性能并进行比较.根据流程模拟计算结果建立实验装置系统,使CO2稳定在跨临界状态下实现朗肯循环操作.通过测量朗肯循环中各关键节点处的压力和温度,研究加热温度以及减压阀进、出口压力等操作参数对循环性能的影响,并与理论分析数据进行比较.结果表明,以超临界CO2为工质的朗肯循环系统具有较好的应用前景,可实现太阳能的有效利用.